海水封闭循环养殖水臭氧安全高效消毒降解集成技术研究

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海水封闭循环水养殖系统中,杀菌消毒是不可缺少的重要环节。而臭氧作为消毒剂,越来越受到水产养殖业的重视。为了对臭氧作为消毒剂在海水封闭循环水养殖系统中的综合应用进行合理的评价,研究了臭氧在系统中对水质的预处理效果、臭氧在系统中的杀菌消毒效果、臭氧对生物滤器的影响、臭氧的自然衰减及循环水系统各环节对臭氧衰减起到的作用。主要内容及结论如下:  (1)通过现场养殖实验,对海水封闭循环水养殖系统流程及生产管理环节有了深入的了解,其环境友好、资源节约等优点使其成为水产养殖领域实现可持续发展的主要选择方向之一。  (2)循环水系统中水质的好坏直接影响到其中养殖生物的健康状况。本实验研究了臭氧对循环养殖水体中总氨氮(TAN)、亚硝酸盐氮(NO2--N)及CODMn等水质指标的影响。实验结果表明,随着臭氧投加量的升高,养殖水体中主要污染物氨氮、亚硝酸盐氮及CODMn都有一定程度的降低。其中以亚硝酸盐氮降低最明显。当系统中臭氧投加量较低时,对氨氮及CODMn影响较小,而亚硝酸盐氮在低浓度臭氧下便反应完全。  (3)通过控制臭氧投加量及作用时间,确定系统中臭氧杀菌消毒所需条件。实验证明,对于循环养殖水而言,较低浓度臭氧在短接触时间内便可达到非常好的杀菌效果。臭氧在循环水系统中杀菌消毒非常高效。  (4)通过循环水系统中臭氧间歇投加实验及臭氧连续投加实验,得到的实验结果是,臭氧间歇投加模式可较好地维持系统中细菌总数,限制其增长速度。而臭氧连续投加模式可使循环水系统中细菌总数维持在较低水平。合理的选择臭氧投加方式可在达到杀菌消毒目的的同时降低养殖成本。  (5)进行了臭氧自然衰减实验,同时对其衰减曲线进行了函数拟合,建立了臭氧残余浓度与臭氧衰减时间、臭氧初始浓度之间的函数关系。此外,研究了循环水系统中泡沫分离器、紫外设备和生物滤器对臭氧衰减起到的作用,认为系统中对臭氧衰减起主要作用的设备为泡沫分离器与生物滤器。将结果与臭氧自然衰减规律相结合,认为系统中主要的臭氧衰减设备为生物滤器,而泡沫分离器中臭氧的衰减主要为自然衰减。  (6)研究了不同臭氧加入方式对生物滤器的影响。实验结果表明,合理的臭氧投加会提高生物滤器的处理效率,增加系统对氨氮的去除;而直接在生物滤器中加入臭氧或维持生物滤器中一定的臭氧浓度会抑制甚至完全破坏生物滤器的功能,使系统中氨氮出现积累,最终引起鱼类健康问题。  本论文对于臭氧在循环水系统中对水质、细菌及生物滤器的影响进行了研究,可为实际生产中臭氧的优化应用提供参考。同时研究了循环水系统中臭氧的衰减规律,为如何避免生产实践中臭氧残余物对养殖生物产生危害有一定指导意义。
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